Galactic Energy Profiles I

Galactic Energy Profiles: GEP I. Radiant and Relativistic Fluxes

Aggiornamento: Ho deciso di pubblicare questo lavoro, parte della serie GEP, su Zenodo senza revisione paritaria e di utilizzarlo come base per la creazione di un successivo dataset (GEP III). Nota: questo lavoro (in inglese) è la versione 2.0 del precedente lavoro NAGE I, che è superato.


Abstract
Standard galactic energy inventories typically focus on the virialized components of the system, namely the kinetic and gravitational potential energy, derived from baryonic mass distributions and stellar luminosity. This paper, the first in the Galactic Energy Profiles series, introduces a reproducible geometric framework for accounting radiant and relativistic fluxes as a standing energy reservoir. By considering the photon and neutrino escape time τ across the galactic Halo, we quantify the energy density of radiation currently in transit as a component of the total galactic budget, complementary to the standard flux-based description. The resulting closed-form expressions, together with the accompanying open-source Python implementation, are intended as a calibrated methodological baseline for the subsequent application of this framework to observed galactic samples.

Keywords
galactic energy inventory; energy residence time; galactic radiant fluxes; galactic Halo energy; galaxy morphology


Here is the Zenodo version of the paper (1.1 MB):

pdf Brussi 2026 GEP I


GEP I mean escape trajectory length

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Riferimenti per i profani: Cos’è l’energia?

Il grande fisico Richard Feynman (1918-1988) ammise onestamente che nella fisica moderna non abbiamo idea di cosa sia l’energia ‘in sé’. La descrisse come una specie di contabilità magica: nell’universo (o meglio, in un sistema isolato) accadono molte cose, ma alla fine di ogni giornata, se sommiamo certi numeri caratteristici di ciascun evento, il totale è sempre lo stesso. Quel numero che non cambia mai è l’energia. Non viene mai creata né distrutta, ma sempre trasformata.

La risposta scolastica: “L’energia è la capacità di compiere lavoro” (dando per noti i concetti di lavoro, forza, ecc.), è in realtà errata, perché l’energia tende naturalmente a ‘sparpagliarsi’; cioè, predilige il disordine. E come descritto da Ludwig Boltzmann (1844-1906), la misura di questo disordine, chiamata entropia, aumenta sempre in un sistema isolato. Ma poiché l’entropia definisce anche la capacità dell’energia di compiere lavoro, questa capacità diminuisce sempre, mentre invece l’energia si conserva sempre.

Un modo più tecnico di pensare all’energia ci viene da Emmy Noether (1882-1935), che dimostrò che ogni legge di conservazione in fisica deriva da una simmetria: l’energia si conserva perché l’Universo possiede una “simmetria temporale traslazionale”, il che significa che le leggi della fisica rimangono le stesse con il passare del tempo, e la quantità che matematicamente deve rimanere costante è l’energia. In questi termini, si potrebbe dire che l’energia è tempo.

Un modo per calcolare l’energia è quello definito da Einstein (vedi La formula di Einstein per l’energia), anche se non sappiamo di cosa sia fatta. In parole semplici: anche se un oggetto è immobile e minuscolo, nasconde al suo interno una quantità mostruosa di energia grazie alla sua massa (la costante di proporzionalità c² è un numero davvero enorme). E se poi inizia a muoversi a causa di un’azione esterna, quest’energia aumenta.

Conclusione
Potremmo definire l’energia come il ‘motore’ invisibile della realtà. Non possiamo ‘toccarla’, ma essa garantisce che l’universo mantenga i suoi conti in ordine (inclusa la simmetria del tempo). Ogni volta che facciamo qualcosa, o anche solo esistiamo, partecipiamo a questo immenso scambio di ‘gettoni’ che va avanti ‘da sempre’.


Richard Feynman e Emmy Noether

FeynmanNoether

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Ontologia vs epistemologia del tempo

La mia convinzione è che il tempo non esista in Natura.

Per comprendere come il tempo possa non esistere in natura mentre la relatività generale (GR) continua a essere valida, è necessario distinguere tra ciò che il mondo è e come noi lo descriviamo:
– Piano Ontologico (la Natura): La realtà è un accadere di eventi secondo una ‘grammatica’ di cause ed effetti. In questa visione, non esiste un tempo come contenitore o orologio esterno; esiste solo la necessità logica per la quale certi eventi presuppongano il verificarsi di altri. La Natura non ‘aspetta’ che il tempo passi: agisce secondo una scaletta causale intrinseca.
– Piano Epistemologico (la GR): La Relatività Generale è la nostra ‘mappa’ logica. Poiché la mente umana non può percepire l’intera rete di accadimenti atomici e discreti, utilizza il costrutto dello spaziotempo per organizzare, misurare e, soprattutto, prevedere.

Causalità come scheletro della GR
In fisica, la struttura causale di una varietà è definita dall’insieme delle relazioni di precedenza tra eventi. Se la Natura opera secondo una ‘scaletta causale’ (A deve precedere B), la GR codifica questa necessità attraverso il tensore metrico*.
Il fatto che la GR ‘funzioni’ significa che la sua architettura matematica rispetta fedelmente la sequenza logica degli accadimenti naturali. Il tempo coordinata t della GR non è altro che un indice numerico che noi assegniamo agli eventi per mantenere traccia della loro successione causale.

Predicibilità vs accadimento
La differenza tra la visione antropica e quella naturale risiede nel concetto di determinismo vs necessità:
– Per la Natura: Le cose accadono quando devono accadere. Non esiste un ritardo, né un’attesa; esiste solo il soddisfacimento delle condizioni causali
– Per l’Essere Umano (GR): Abbiamo bisogno di predicibilità. Per noi, non basta sapere che B seguirà A; vogliamo sapere quando (secondo il nostro parametro) e dove. La GR introduce strumenti come le ipersuperfici di Cauchy per permetterci di calcolare il ‘futuro’. Questa capacità di calcolo è un’esigenza umana: la Natura non calcola il proprio stato successivo, lo esegue e basta.

GR come modello relazionale
La GR resta valida perché descrive come la materia-energia influenzi la configurazione dei legami causali. Anche se eliminiamo l’idea di un tempo ‘contenitore’, la GR continua a dirci come la prossimità logica tra gli eventi sia alterata dalla presenza di massa. In questo senso, la curvatura dello spaziotempo non è la deformazione di una ‘sostanza tempo’, ma la deformazione della rete di relazioni causali che costituisce il mondo.

In sintesi: la Natura è la ‘scaletta’ dei fatti, la GR è il manuale tecnico che l’uomo ha scritto per indicizzare quella scaletta e trasformarla in previsione.


Linea di universo (credits: wikipedia)


universe line


* Tensore Metrico (gμν)
Dal punto di vista matematico, un tensore può essere inteso in questo contesto come una matrice che stabilisce il modo in cui le coordinate — che rappresentano gli eventi dello spaziotempo — si trasformano da un sistema di riferimento all’altro, preservando gli invarianti fisici. Il tensore metrico descrive nello specifico la geometria di questa varietà (manifold). In ogni punto dell’universo, esso agisce come un ‘righello’ e un ‘cronometro’ locale definendo l’intervallo spaziotemporale (ds2 = gμνdxμdxν). Aspetto ancor più cruciale per la causalità, la metrica modella e inclina i coni di luce, i quali delineano i confini geometrici assoluti oltre i quali l’informazione non può viaggiare. Di conseguenza, il tensore metrico è la struttura matematica che traduce la sequenza causale (l’evento A che precede l’evento B) nel tessuto invariante della geometria dello spaziotempo.

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Leonard Susskind sulla costante c

Un approfondimento di Leonard Susskind sulla costante c comunemente chiamata “velocità della luce”. Effettivamente un insieme di nozioni note ma reinterpretate in modo illuminante, che meritano delle riflessioni.


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Cosmologia per un universo statico

Abstract

Il breve approfondimento (in inglese), poi diventato un Allegato al mio studio “URD Framework”, propone un modello cosmologico caratterizzato da uno spazio-tempo globalmente piatto, spazialmente infinito e senza limiti temporali. Esso mette in discussione l’applicazione standard della metrica di Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, reinterpretando la relatività generale come un fenomeno strettamente locale all’interno di una distribuzione della materia non continua. In questo contesto, la piattezza osservata dell’universo è una proprietà geometrica fondamentale piuttosto che un risultato dinamico dell’inflazione, e il redshift cosmologico è modellato come un processo cumulativo di dissipazione di energia piuttosto che come espansione metrica.

pdf  Brussi 2026_Cosmology for a static universe


gravitational emotion

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Tesi di laurea

La mia tesi di laurea (in italiano) è pubblicata nell’archivio dell’Università di Padova:
pdf_ita  Brussi 2025_Epistemologia del tempo e interpretazioni cosmologiche

In appendice alla tesi stessa, ho inserito una prima bozza di sviluppo del framework non standard, che, dopo una profonda revisione, è confluita nel mio lavoro
link  The URD Framework.


Abstract
Gli intenti di questo approfondimento sul tempo sono in primis esplorarne il significato ontologico negli sviluppi storici che ne hanno accompagnato l’evoluzione interpretativa, quindi esaminarne alcune criticità teoriche proposte dalla recente letteratura e, con alcune tesi originali, analizzare delle spiegazioni alternative all’espansione dell’universo, che l’interpretazione corrente pretende osservata sperimentalmente, per mezzo di un modello basato sul ‘tempo specifico’ dei fotoni alternativo al ‘tempo universale’ e di un modello che consideri la presenza di una densità energetica nel fluido cosmico (chiamato etere) che interagisca con la radiazione incidente e determini un effetto di redshift nella lunghezza d’onda, quindi ancora un maggior tempo per la diffusione della radiazione stessa. Del ‘tempo specifico’ è stata verificata la consistenza con lo spaziotempo di Minkowski, con i princìpi della relatività ristretta di Einstein e con le equazioni della dinamica cosmica di Fridman. Dimostrata la fallacia di questa ipotesi del ‘tempo specifico’, si è tratto come risultato positivo la non-necessità di postulare un tempo universale considerato che, definitone uno, se ne può dimostrare l’unicità o universalità (nei limiti dei modelli adottati). A integrazione dell’approfondimento, sono state analizzate possibili cause del redshift alternative alle dinamiche espansive dell’universo e si è considerata l’ipotesi che l’universo stesso si comporti come un corpo nero, emettendo una radiazione che possa interagire con i fotoni delle sorgenti remote attenuandone l’energia e determinandone un redshift, dopo aver ricavato una sezione d’urto per i fotoni che consenta le interazioni fotone-fotone. A fondamento delle congetture sono state considerate le evidenze osservative dirette, non interpretate per mezzo di teorie. Purtroppo non si è “chiuso il cerchio” con una spiegazione scientifica alle congetture presentate che fosse pienamente sostenibile, ma si riporta l’intero approfondimento come Allegato, ritenendo che le stesse congetture e alcuni modelli originali possano rappresentare un potenziale riferimento per futuri approfondimenti.

Tesi (1,8 MB):

pdf_ita  Brussi 2025_Epistemologia del tempo e interpretazioni cosmologiche

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Panoramica del tempo all’inizio della scienza moderna

Un breve saggio sul tempo agli albori della scienza moderna.
Una prospettiva personale, non solo epistemologica.
Fa parte di un lavoro sviluppato sull’epistemologia del tempo.

pdf_ita  Brussi 2024_Panoramica sul tempo agli inizi della scienza moderna

 

Brussi 2024_Panoramica sul tempo agli inizi della scienza moderna

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